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电容芯子极板边缘电场分布
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2017-12-30
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在各电压等级的电容式套管中普遍存在极板边缘电场效应。极板边缘电场突变，形成局部强场区，引发极板边缘放电，对电容式套管安全运行构成威胁。目前常规的电容芯子设计方法中，采用电容串联分压模型计算电容芯子径向电场及轴向电场，但该模型仅适用计算芯子内部平均电场。现有的仿真计算中考虑了套管局部及整体的电场分布，但忽略了极板厚度及边缘形貌，对极板边缘的电场缺乏细致分析，进而使得极板边缘电场控制措施不明。利用 Infolytica 有限元软件，仿真分析了油浸纸套管电容芯子极板边缘不处理、极板边缘单折边、加半导体纸等 3 种情况下极板边缘区域的局部场强可视化分布情况。研究结果表明，极板边缘不处理情况下极板边缘场强远大于极板中部均匀场强，极板边缘单折边、敷设半导体纸可分别使得极板边缘场强下降 19%、33%。极板边缘单折边及敷设半导体纸的方式均可降低边缘场强。在实际套管电容芯子设计及生产过程中，建议采用10~20 mm 宽度的单折边或敷设半导体纸改善边缘电场的方法，以电场分布的均匀化、不增加芯子主体尺寸的方式，降低极板边缘电场效应，提升套管安全运行水平。
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